浙江(jiang)至德(de)鋼業(ye)有限(xian)公司為(wei)了防止和減(jian)少HK-40爐管焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭在焊接(jie)(jie)(jie)和高溫長(chang)期服役時產生裂紋，應采取下列措施(shi)。
一、冶金措施(shi)
正確選(xuan)用合適的焊接(jie)(jie)(jie)材料(liao)要確保三(san)個條(tiao)件(jian)：①. 焊縫(feng)金(jin)屬中(zhong)(zhong)雜質含量(liang)少，焊接(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)不(bu)易(yi)產生熱裂紋；②. 在σ相析出溫(wen)度區段（650～900℃）長期服(fu)役(yi)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)，焊縫(feng)金(jin)屬局部(bu)不(bu)會析出σ相；③. 同時在高溫(wen)服(fu)役(yi)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)，焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的蠕變斷(duan)裂強度不(bu)低于鑄(zhu)態爐(lu)管(guan)，從而避免爐(lu)管(guan)的損壞發生在焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭上(shang)。選(xuan)用這種焊接(jie)(jie)(jie)材料(liao)，能確保爐(lu)管(guan)的焊接(jie)(jie)(jie)性(xing)和保持(chi)高溫(wen)長期服(fu)役(yi)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的穩定(ding)性(xing)。
用于(yu)HK-40爐(lu)管焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料見表4-64。其中TGS-310HSA 實芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性，同時也基(ji)本具備了HK-40爐(lu)管在(zai)高(gao)溫(wen)長期服役過程所(suo)(suo)需要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)(bian)斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)(du)。該焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鎳含量較高(gao)［w（Ni）≥24％］，所(suo)(suo)焊(han)(han)(han)(han)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)650～900℃溫(wen)度(du)(du)范圍內長期服役不會有局(ju)部σ相(xiang)析(xi)出。該焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)所(suo)(suo)得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)全焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)（熔敷(fu)金(jin)(jin)屬(shu)）在(zai)高(gao)溫(wen)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)(bian)斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)(du)與鑄態(tai)HK-40爐(lu)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)較，如圖4-25所(suo)(suo)示(shi)。從(cong)圖中可(ke)以看出，當(dang)斷裂(lie)(lie)時間相(xiang)同時，熔敷(fu)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)(bian)斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)(du)高(gao)于(yu)爐(lu)管。用這種焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)焊(han)(han)(han)(han)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進行了蠕變(bian)(bian)斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)(du)試(shi)驗(yan)，結果如圖4-26所(suo)(suo)示(shi)，所(suo)(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣均(jun)斷裂(lie)(lie)于(yu)基(ji)本金(jin)(jin)屬(shu)上(shang)。這類(lei)高(gao)合(he)金(jin)(jin)材(cai)料焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫和磷含量很低，對提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)抗裂(lie)(lie)性是有益的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
HP系列鑄造爐管焊接(jie)時使用的焊絲(si)牌號及(ji)化學(xue)成分(fen)見表(biao)4-65。從表(biao)4-64和(he)表(biao)4-65中(zhong)可(ke)以(yi)看出，焊絲(si)的基本(ben)化學(xue)成分(fen)與被焊爐管的化學(xue)成分(fen)基本(ben)相同。
二、工藝措施
1. 焊接方(fang)法的選擇(ze)
鑄造耐(nai)熱不銹(xiu)鋼爐(lu)管的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)可以采用(yong)(yong)(yong)(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)或(huo)用(yong)(yong)(yong)(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)打(da)底(di)，焊(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)蓋(gai)面的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法；也可以采用(yong)(yong)(yong)(yong)熔(rong)(rong)化(hua)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法。在(zai)熔(rong)(rong)化(hua)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)中，有一種低(di)輸入窄間(jian)隙焊(han)(han)接(jie)(jie)方法，在(zai)爐(lu)管焊(han)(han)接(jie)(jie)中已得到推(tui)廣使用(yong)(yong)(yong)(yong)。
低熱輸入窄間(jian)隙焊(han)(han)，是(shi)采用(yong)細直徑焊(han)(han)絲（0.9～1.2mm），小的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數和(he)快的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)速(su)度(du)進(jin)行施焊(han)(han)；在厚板或厚壁爐管進(jin)行對接(jie)(jie)焊(han)(han)時，焊(han)(han)前在待焊(han)(han)處不開坡口或開小角(jiao)度(du)坡口，并留(liu)有(you)窄而深的(de)(de)間(jian)隙，采用(yong)氣(qi)體(ti)保護焊(han)(han)多(duo)層焊(han)(han)完成(cheng)整條焊(han)(han)縫。由(you)于焊(han)(han)接(jie)(jie)坡口狹窄，可(ke)(ke)以減(jian)少焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)的(de)(de)消耗和(he)節省能源，在保證優質(zhi)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)前提下，可(ke)(ke)降(jiang)低焊(han)(han)接(jie)(jie)成(cheng)本，是(shi)一種高(gao)效率的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法。這種焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法還有(you)以下優點：
①. 低熱(re)輸人(ren)窄間(jian)隙采(cai)用多道焊(han)完成，每(mei)道焊(han)縫的(de)(de)熱(re)輸入很小(xiao)，所以焊(han)縫金屬的(de)(de)晶粒細小(xiao)，焊(han)接(jie)接(jie)頭韌性好，還不易(yi)產生(sheng)裂紋(wen)；
②. 由于(yu)熱輸入小(xiao)，因而(er)熱影響(xiang)區(qu)窄，一般(ban)只有(you)(you)1.2mm寬，晶粒長大區(qu)不超過0.8mm，所以焊(han)(han)(han)接變形(xing)量小(xiao)，焊(han)(han)(han)接殘余應(ying)力也小(xiao)。由于(yu)焊(han)(han)(han)接應(ying)力應(ying)變本身也是一種可積累的蠕變損傷，所以形(xing)成(cheng)了(le)焊(han)(han)(han)接應(ying)變和殘余應(ying)力小(xiao)的焊(han)(han)(han)接接頭，提高了(le)抗蠕變的能力，同時對(dui)防止應(ying)力腐蝕(shi)裂紋也是有(you)(you)利的；
③. 母材熔(rong)入焊縫(feng)金(jin)屬的分量較(jiao)少，使焊縫(feng)金(jin)屬熔(rong)合(he)比小，不(bu)(bu)會因為焊縫(feng)金(jin)屬成分不(bu)(bu)均(jun)勻而產生局部(bu)σ相析出(chu)。
鑄造耐(nai)熱(re)不銹鋼(gang)爐(lu)管，目(mu)前仍常用鎢極氬弧焊進行施焊。
2. 坡口的選(xuan)擇和準備
由于焊(han)(han)接材(cai)(cai)料的化(hua)學成分優于爐(lu)(lu)管本體，希望(wang)爐(lu)(lu)管材(cai)(cai)料在焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)所占分量越少(shao)越好。這樣(yang)能提高(gao)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)抗裂(lie)性，還可以使焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)局部σ相析出量減少(shao)，并能提高(gao)高(gao)溫蠕(ru)裂(lie)強度，延(yan)長爐(lu)(lu)管的服役壽命。爐(lu)(lu)管對接焊(han)(han)時常用的坡口(kou)形(xing)式(shi)如圖4-27所示。圖4-27a所示為(wei)低熱輸(shu)入(ru)窄間(jian)隙焊(han)(han)的坡口(kou)形(xing)式(shi)，圖4-27b為(wei)鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)的坡口(kou)形(xing)式(shi)。
無(wu)論選(xuan)用何(he)(he)種(zhong)焊接方法，采(cai)用哪種(zhong)坡口形式，底(di)(di)層均為氬弧焊不加填充焊絲的封底(di)(di)焊。坡口金屬必須徹底(di)(di)打磨干凈(jing)，不留(liu)任(ren)何(he)(he)鑄造缺(que)陷、冶金缺(que)陷或外(wai)來污物。
3. 焊接(jie)工(gong)藝
a. 施焊以前，爐管的待(dai)焊處(chu)和焊絲要(yao)認(ren)真清理，去除油污，保持干凈。
b. 避免(mian)強力組對裝配，減少(shao)焊接裝配應力。
c. 爐管(guan)定位(wei)焊(han)后，管(guan)內(nei)要充氬氣進行內(nei)保護，防止焊(han)縫背(bei)面氧化。
d. 采用(yong)鎢極氬弧焊(han)時(shi)，要(yao)選擇合理的焊(han)接次序來降低焊(han)接應力，多層(ceng)焊(han)時(shi)，要(yao)等(deng)第一層(ceng)焊(han)縫冷卻后，再焊(han)下(xia)一層(ceng)焊(han)縫，避免焊(han)縫過熱，防止晶粒粗(cu)大。
e. 多層焊時，各層的焊接收弧(hu)處要相互錯(cuo)開(kai)，避免弧(hu)坑中缺陷重疊而(er)降低(di)焊接接頭(tou)的力學性能。
f. 焊接結束或(huo)中斷時，要采取電流(liu)衰減收弧法，同時要填滿弧坑(keng)，防(fang)止弧坑(keng)裂紋的(de)形成。
